Algoritmo BVNS Aplicado no Problema de Restauração de Redes de Distribuição de Energia Elétrica, considerando Programa de Resposta da Demanda

In this work, a model based on the BVNS (Basic Variable Neighborhood Search) solution technique is proposed to solve the problem of restoring electrical energy distribution systems, considering in the model the participation of customers who are part of a demand response program and that can contribute to the restoration process allowing a number of its loads to be disconnected by the utility. The mathematical model consists of minimizing the cost of energy not distributed in the system due to unrestored sections, added to the remuneration costs of customers who are part of the demand response program, subject to the technical, physical and operational restrictions of distribution networks. This is a mixed integer nonlinear programming problem in which solution proposals are obtained through the BVNS algorithm. The neighborhood structure of the BVNS algorithm is based on the Node-Depth Representation technique. In this restoration process, carried out by the BVNS algorithm, for each solution evaluated, if any restriction is violated, a Genetic Algorithm is processed to perform load cuts in the sections with customers who are part of the demand response program. To test the efficiency of the proposed model, test results on a 53-section distribution system are presented.

Resumo (português)

Neste trabalho é proposto um modelo baseado na técnica de solução BVNS (Basic Variable Neighborhood Search) para solucionar o problema de restauração de sistemas de distribuição de energia elétrica, considerando no modelo a participação de clientes que fazem parte de um programa de resposta à demanda e que podem contribuir no processo de restauração permitindo que uma quantidade de suas cargas seja desligada pela concessionária. O modelo matemático consiste em minimizar o custo de energia não distribuída no sistema devido às seções não restauradas, somado aos custos de remuneração dos clientes que fazem parte do programa de resposta à demanda, sujeito às restrições técnicas, físicas e operacionais de redes de distribuição. Trata-se de um problema de programação não-linear inteira mista em que as propostas de soluções são obtidas através do algoritmo BVNS. A estrutura de vizinhança do algoritmo BVNS é baseada na técnica Representação Nó-profundidade. Nesse processo de restauração, realizado pelo algoritmo BVNS, para cada solução avaliada, caso alguma restrição seja violada, um Algoritmo Genético é processado para realizar cortes de cargas nas seções com clientes que fazem parte do programa de resposta à demanda. Para testar a eficiência do modelo proposto, apresentam-se resultados de testes em um sistema de distribuição de 53 seções.

Palavras-chave

network restoration, basic variable neighborhood search, demand response program, restauração de redes, busca básica em vizinhança variável, programa de resposta à demanda